JPH05195091A

JPH05195091A - 焼結鉱の製造方法

Info

Publication number: JPH05195091A
Application number: JP920492A
Authority: JP
Inventors: Naoki Okano; 直記岡野
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1993-08-03

Abstract

(57)【要約】【目的】焼結鉱の製造に際して、焼成歩留りを改善す
る。【構成】焼成時に、パレット幅方向の複数の部位の排
ガスの温度を測定し、前記温度に応じて、パレットの幅
方向の添加量を調整して酸素を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼成歩留りを改善する
ことができる焼結鉱の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、焼結法は、粉鉄鉱石に燃
料である粉コークス、溶剤である粉石灰石を混合したも
のをパレットといわれる火格子上に置き、内蔵する粉コ
ークスの燃焼で粉鉄鉱石を部分的に溶融して結合させる
ことにより、高炉装入原料を製造する方法である。焼結
機としては、連結操業方式のＤＬ式（ドワイト・ロイド
式）とバッチ方式のＧＷ式（グリーナワルド式）、ＡＩ
Ｂ式があるが、現在は殆どがＤＬ式である。

【０００３】ＤＬ式焼結法は、パレットを連結したもの
を両端のスプロケットホイールでエンドレスに移動しパ
レットが焼結機の一端に達すると焼結配合原料が装入さ
れ、点火炉で着火し、他端に移動しながら下方吸引空気
によって着火面が燃焼帯として次第に降下してパレット
面に達する頃に他端に達し、ケーキとして排鉱され、パ
レットは空になって反転して元の位置に戻る方式であ
る。なお、ケーキはクーラ、破砕機、篩分け設備により
冷却され高炉に適した粒度に揃えられてベルトで送鉱さ
れる。焼結時間は通常15〜30分程度であり、コークス着
火から冷却による融液凝固までの焼結高温帯の幅は普通
20〜80mmである。

【０００４】ところで、近年稼動中のＤＬ式焼結機は生
産性の向上のために大型化しており、なかにはパレット
幅が５ｍ前後にも達するものもある。このような大型の
ＤＬ式焼結機においては、パレット幅方向の焼成不均一
(焼けムラ) による焼成歩留りの低下が問題である。焼
成歩留りの低下は焼結配合原料の偏析により生じると考
えられる。

【０００５】ところで、焼結鉱の製造時の焼成歩留りの
改善に関する技術開発は、従来より盛んに行われてい
る。例えば、焼結配合原料をサージホッパからパレット
にＶ型に装入するＶ型装入方法、給鉱部において粒度や
Ｃ含有量を偏析させて給鉱する偏析給鉱方法、給鉱部で
の分割ゲートによる給鉱量をコントロールすることによ
り、排鉱側でのパレット幅方向のＷＢ直下温度測定によ
る焼成不均一状態を改善する方法、さらには２段装入方
法等種々提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの技術
は、焼結配合原料の装入状態を焼成前にコントロールす
るものであり、焼成時に実際に不均一に焼成している部
位の焼成歩留りを直接的に改善するものではなかった。
すなわち、焼結鉱の製造工程は、いわば天然資源である
粉鉄鉱石に高炉装入原料として適当な塊状化を行うもの
である。したがって、従来より、採掘後直ちに行う磁選
や整粒等の鉄鉱石の均一化は既に実施されている。ま
た、ヤードや焼結工程においてもＢＬ積付方法の改善、
定量切出装置の精度アップや混合・造粒強化等の成分・
粒度の安定化も推進されている。

【０００７】しかし、焼結鉱の製造に際しては、現実に
パレットの幅方向における焼成不均一現象は発生してい
る。焼成不均一現象を抑制するためにパレットの幅方向
に設けた分割ゲートで給鉱量を調整しても、幅方向の焼
成不均一を解消することはできない。つまり、前述し
た、焼結鉱の製造時の焼成歩留りの改善に関する従来の
技術の問題点は、焼結配合原料の粒度や成分の変動に起
因したバラツキが同傾向に起こるとは限らないことであ
り、例えば排鉱部で起こった現象が同時期の給鉱部でも
起こるとは限らないことである。したがって、給鉱部で
の現象が逆になることもあり、焼成前に最適な条件を決
定しても焼成時を通じてその条件が常に最適であるとは
限らないのである。ここに、本発明の目的は、焼成時に
常に完全・均一な焼成を行なわせることにより、焼成歩
留りを改善することができる焼結鉱の製造方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々検討を重ね、焼成不均一を生じる各
部位について、焼成時の実際の排ガス温度を測定し、こ
の測定結果より焼成不均一を調整することにより、上記
課題を解決することができることを知見して、本発明を
完成した。ここに、本発明の要旨とするところは、焼結
機を用いた焼結鉱の製造方法であって、焼成時に、パレ
ット幅方向の複数の部位の排ガスの温度を測定し、前記
温度に応じて、パレットの幅方向に添加量を調整して酸
素を添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法であ
る。

【０００９】詳述すれば、本発明は、パレットの幅方向
の複数部位に設置した例えばＷＢ直下温度計により排ガ
スの温度を測定して、この温度またはこの温度から各部
位ごとに算出した焼成速度を用いて、焼成の度合いすな
わち焼成不均一の発生状況を焼成時に求め、焼結機に例
えば幅方向分割酸素添加装置を設置しておき、求めた焼
成速度の度合いにより酸素添加量をパレット幅方向につ
いて調整して酸素を添加することにより、排鉱部におい
てパレットの幅方向の焼成状態を均一にするものであ
る。

【００１０】焼結鉱の製造工程は、天然の地下資源であ
る粉鉄鉱石や、造滓剤を使用するため、焼結機における
パレットの幅方向の焼成不均一の発生を防止することは
不可能であるといっても過言ではない。したがって、発
生した焼成不均一を如何に安定化させるかが重要とな
る。そこで、本発明では、幅方向の焼成不均一現象を焼
成時に定量的に検出し、焼成遅れ部位には酸素を添加し
て強制的に焼成速度を上昇させることにより、焼成完了
時点においては、安定な均一焼成を行わせる点に特徴が
ある。

【００１１】なお、焼結鉱の製造工程は、粉鉄鉱石と造
滓剤（石灰石・SiO₂源等）とを組合せ、高炉装入物とし
て適する塊状化を図るものであり、焼成するための熱源
として、通常は粉コークスが添加される。焼結機におい
て、上記混合物が点火炉によって着火した後、下方吸引
空気によって、コークスの燃焼が起こり粉鉄鉱石と脈石
分とを焼き固める。したがって、空気中の酸素が炭素と
反応して、下記反応式Ｃ＋O₂＝CO₂＋Ｑ (熱量) に基づく発熱反応が起こる。

【００１２】本発明は、この際に、上記混合物の偏析
（粒度、成分、Ｃ源）によって生ずると考えられるパレ
ット幅方向の焼成不均一現象を、空気の代替として酸素
を添加することにより、焼成が余り進んでいない部位
(焼け遅れ現象を起こしている部位) の焼成速度を強制
的にアップさせることにより、焼け遅れ現象を解消し
て、焼結終了時に、パレットの幅方向の焼成状態を均一
にするものである。

【００１３】

【作用】以下、本発明の構成をより具体的に説明する。
なお、本発明における焼結機は特定の型式の焼結機に限
定する必要はなく、ＤＬ式焼結機であってもよく、また
はＧＷ式焼結機やＡＩＢ式焼結機であってもよい。しか
し、以降の本発明の説明は、現在使用されている焼結機
はその殆どがＤＬ式焼結機であることから、ＤＬ式焼結
機を例にとって行うこととする。

【００１４】まず、本発明では、ＤＬ式焼結機での焼成
時に、パレットの幅方向の焼成状態を精度よく求める。
具体的な手段としては、例えば、パレットの幅方向につ
いて10点、長手方向について３点の合計30点を測温点と
して、例えばグレートバー直下に温度計を設置して排ガ
スの温度を測定することにより、焼成時におけるパレッ
ト１枚分の焼成状態を測温パターンから推定する。すな
わち、排ガスの温度が高い部位は焼成が早く進行してお
り（焼成速度大）、また排ガス温度が低い部位は焼成が
あまり進行していない（焼成速度小）のであるから、排
ガス温度からパレットの幅方向の焼成状態を把握する。

【００１５】図1(a)ないし図1(c)には、この焼成状態の
推定方法を模式的に示す。同図(a)に示すようにパレッ
ト上に30点の測温点を決定し、近傍の６点毎にＡゾーン
ないしＥゾーンと５ゾーンに分割する。そして、同図
(b) に示すように各ブロック毎の平均温度を算出する。
同図(b) に示す例ではＡブロックの平均温度が350 ℃で
あり、以下300 ℃、320 ℃、280 ℃および300 ℃であっ
たものとする。これらの測温データから、同図(c) に示
すように、Ａゾーン：早い、Ｂゾーン：やや遅い、Ｃゾ
ーン：やや早い、Ｄゾーン：遅い、Ｅゾーン：やや遅
い、として焼成速度の順位を５段階で設定する。

【００１６】なお、温度計の取付位置は特に限定を要す
るものでないが、ＤＬ式焼結機の排鉱側から1/3 上流側
に位置するところ (給鉱側より2/3 のところ) とすれ
ば、温度偏差を十分把握することができ、また排鉱部ま
での残りで、酸素添加および焼成反応を行うことがで
き、望ましい。

【００１７】次に、本発明では、前述のようにして求め
た焼成速度に応じて、パレットの幅方向に添加量を調整
して酸素を添加する。酸素を添加する目的は、酸素添加
部位の焼成速度を部分的に上昇させるためである。すな
わち、焼成速度の遅い部位に酸素を添加するとコークス
の焼成速度が上昇して、焼成反応が早く進行する。通常
の焼結鉱の製造では大気 (空気) 中の酸素濃度は21％程
度であるが、本発明により酸素を添加された部位の酸素
濃度は上昇し、例えば70％以上となる。

【００１８】本発明では、添加する酸素の濃度は特に限
定を要するものでない。なお、一般的に酸素濃度が高け
れば高いほど焼成反応は早くなるため酸素濃度は高いほ
うが望ましいが製造コストの上昇を伴う。一方、極端に
高純度の酸素を用いる必要はないものの、添加により酸
素濃度が少なくとも70％程度となることが望ましい。し
たがって、本発明で添加する酸素の濃度は70％以上であ
ることが望ましい。

【００１９】酸素のパレットへの添加方法は、特に限定
を要するものでないが、例えば図２に示すような、パレ
ット幅方向に５分割したフードを有する幅方向分割酸素
添加装置を用いて行うことが添加量を正確にコントロー
ルするためには望ましい。この幅方向分割酸素添加装置
にはパレットの両サイド側にはフードを設けなくてもよ
い。両サイド部は焼成時の焼き締まりの発生によりパレ
ットサイトプレートと焼成帯との間に隙間が発生して漏
風が多くなるため、酸素の添加は不要となるからであ
る。

【００２０】このような幅方向分割酸素添加装置を用
い、前述の側温結果に基づいて５つの各ブロック毎に、
排鉱部におけるパレットの幅方向の焼成状態が均一にな
る酸素添加量を求め、酸素流量調整弁の開度を適宜調整
して酸素を添加する。なお、排鉱部の末端部には、グレ
ードバー直下の温度計もしくはＩＴＶを用いた赤熱帯観
察装置等を設けて、上記酸素添加量が妥当か否かを判断
し、さらに酸素添加量を補正する機能を持たせることが
より望ましい。

【００２１】このようにして、本発明により、焼成時に
常に完全・均一な焼成を行なわせることにより、焼成歩
留りを改善することができる。さらに、本発明を実施例
を参照しながら説明するが、これは本発明の例示であ
り、これにより本発明が限定されるものでない。

【００２２】

【実施例】本発明にかかる焼結鉱の製造方法を鍋焼成試
験を行って確認した。初めに、粉鉄鉱石49kgと造滓剤18
kgと粉コークス３kgとからなる焼結配合原料を焼成鍋
(鍋径300mm)により焼成し、その途中（従来30分間程度
で焼成を完了する焼結配合原料を用いて、焼結開始から
20分間経過時) で中断して、焼成不均一状態の確認を行
った。その時の焼成状態の概略を図３に示す。なお、図
３は、焼成鍋を上下逆様にしてN₂ガスにより冷却した後
の状態を示しており、同図(a) は鍋上面より100mm の位
置を、同図(b) は鍋上面より200mm の位置を、さらに同
図(c) は鍋上面より250mm の位置をそれぞれ示してい
る。

【００２３】図３から明らかなように、鍋上方より100m
m の位置ではほぼ完全に焼成が完了しているものの、下
方に行くにつれて焼成不均一部位が拡大していることが
わかる。この例は、実際の生産ラインにおける焼結機よ
りもはるかに漏風が少ない状態での焼成であるが、それ
でも図3(c)のように著しい焼成不均一が発生してしま
う。このことから、実際の生産ラインにおける焼結機に
おいては、もっと深刻な焼成不均一ゾーンが発生すると
考えられる。

【００２４】次に、焼成開始後20分間経過時に、別の焼
結配合原料を焼成鍋に装入し、グレートバー直下に設置
した温度計10ヶ所でパレットの排ガスの測温を実施し
た。

【００２５】測温結果により、パレットの温度が低い部
位に90％の純度の酸素を１Nm³ だけ添加して、さらに10
分間焼成した。このようにして焼成したものを逆様にし
て、周辺部の赤熱帯の幅を測定すると35mm±３mmであっ
た。また、ブレーカにより破砕して図４に示すように分
割し、ＳＩ試験機により５回落下させた後に５mmの篩網
により、−5 mm比率を測定すると12％±0.8 ％の結果を
得た。これに対して、酸素添加を行わない従来法では、
15〜23％のバラツキがあった。

【００２６】したがって、本発明により、酸素添加によ
り、焼成歩留りが大幅に改善されたことが実験により確
認された。また、本発明にかかる焼結鉱の製造方法にお
ける返し鉱の発生率、歩留り、生産性およびコークス原
単位を、酸素添加を行わない従来の焼結鉱の製造方法と
比較して、図５ないし図８にそれぞれ示す。

【００２７】図５および図６から明らかなように、本
発明により、焼結鉱の製造における返し鉱の生成量が低
減され、焼成歩留りが大幅に向上した。なお、歩留りは
成品量／焼成量 (ケーキ重量) ×100(％) として算出し
た。図７から明らかなように、焼成不良ゾーンの改善によ
り生産性が向上した。生産性の向上の原因としては、返
し鉱の低減と焼成不良ゾーン (焼成遅れ状態) の酸素添
加による焼成速度アップとにより全体として、焼成速度
のアップにつながるものである。

【００２８】図８から明らかなように、焼結鉱の製造
諸元 (コークスの原単位) が改善された。従来技術によ
るコークスの原単位を100 とした場合、本発明によれば
92％で同品質の焼結鉱が得られた。原因は、返し鉱の低
減効果と、酸素添加によるコークスの燃焼効率の低減効
果とであると考えられる。その他諸元改善として、電力
源単位の低減および排熱ボイラの蒸気回収量の向上が認
められた。電力については生産性の向上、蒸気について
はクーラに投入される赤熱帯の焼結鉱の一定化が図られ
たためと考えられる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、焼
成時に常に完全・均一な焼成を行なわせることにより、
焼成歩留りを改善することが可能となった。なお、本発
明は、焼結鉱の焼成歩留り改善に関するものである。近
年地球環境問題としてCO₂発生による地環温暖化がクロ
ーズアップされている。その対策として、省エネルギー
の一環としてＣ源の消費を抑制することが重要視されて
いるが、焼結鉱の焼成歩留りの改善に寄与する本発明は
こうした対策の一つとしても有効である。つまり、焼結
鉱の焼成歩留りを改善することにより投入コークスの節
減につながり、Ｃ源の消費を抑制できるからである。か
かる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる焼結鉱の製造方法における焼成
状態の推定方法の一例を示す説明図である。

【図２】本発明における酸素のパレットへの添加方法の
一例を示す説明図である。

【図３】実施例における焼成状態の概略を示す説明図で
ある。

【図４】実施例におけるブレーカによる破砕状況を示す
説明図である。

【図５】実施例における返し鉱の発生率を、酸素添加を
行わない従来の焼結鉱の製造方法と比較して示すグラフ
である。

【図６】実施例における歩留りを、酸素添加を行わない
従来の焼結鉱の製造方法と比較して示すグラフである。

【図７】実施例における生産性を、酸素添加を行わない
従来の焼結鉱の製造方法と比較して示すグラフである。

【図８】実施例におけるコークス原単位を、酸素添加を
行わない従来の焼結鉱の製造方法と比較して示すグラフ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼結機を用いた焼結鉱の製造方法であっ
て、焼成時に、パレット幅方向の複数の部位の排ガスの
温度を測定し、前記温度に応じて、パレットの幅方向の
添加量を調整して酸素を添加することを特徴とする焼結
鉱の製造方法。